專利名稱：高爐煤氣全干式電除塵裝置及除塵方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于高爐煤氣的凈化領(lǐng)域。適用于全干式電除塵裝置及除塵方法。
目前在國外現(xiàn)有技術(shù)中，日本鋼管株式會社與日本三菱重工株式會社合作，在日本福山制鐵所建成高爐爐頂煤氣干式電除塵系統(tǒng)，于1985年投產(chǎn)。又于1986年建成日本京濱制鐵所2＃高爐的該系統(tǒng)。還有西德魯齊公司為芬蘭Dahishruk高爐(常壓)建成該系統(tǒng)并于1987年正式投產(chǎn)。上述煤氣干式電除塵裝置的主要缺點是該系統(tǒng)中除干式電除塵外還需備有簡易濕式除塵系統(tǒng)，當高爐爐頂煤氣長時間超過規(guī)定溫度時，則需換用濕式除塵系統(tǒng)。因此干式電除塵器作業(yè)率為92-96%，濕式凈化除塵為4-8%，即不能徹底消除水污染，又提高了設(shè)備投資。該系統(tǒng)干式除塵后的熱煤氣無論是否通過余壓發(fā)電，均在洗凈塔中冷卻，脫除氯離子，再作為燃氣應(yīng)用，不能利用熱煤氣的顯熱。
為解決煤氣超過電除塵裝置的允許溫度，而使電除塵能夠正常工作，國外專利US 4400184和SU 456445介紹了采用在電除塵裝置前噴水霧冷卻的方法來實現(xiàn)全干式除塵。其缺點是當煤氣溫度低于露點時，干式電除塵無法運轉(zhuǎn)。噴水霧不均勻或霧滴較大時，水滴進入干式電除塵裝置，引起板線掛灰，嚴重影響其性能，并降低了煤氣熱值。我國武漢鋼鐵公司所引進的高爐煤氣干式電除塵裝置屬于前者，邯鄲鋼廠引進的高爐煤氣干式電除塵裝置屬于后者，同樣存在上述缺點。
本發(fā)明的目的在于提供一種既節(jié)能又無環(huán)境污染的高爐煤氣全干式電除塵裝置及除塵方法。
本創(chuàng)造方法的解決方案如下高爐爐頂煤氣在重力除塵器后，通過換熱緩沖器，再通過干式電除塵器進行凈化，凈化后的干凈熱煤氣可利用其顯熱和壓力能，對于高壓高爐通過透平發(fā)電。通過透平發(fā)電的熱煤氣或常壓高爐離開干式電除塵器的熱煤氣，再送至高爐熱風(fēng)爐作為氣體燃料。剩余的不能以熱煤氣利用的高爐煤氣經(jīng)洗凈塔冷卻，除氯離子送至凈煤氣管道。
對于燒結(jié)礦裝入高爐時溫度的不同可采用以下兩種不同的工藝方法。
熱礦入爐時，高爐爐頂煤氣溫度一般為250-400℃，超過電除塵器的允許溫度，因此本方法選用為高爐熱風(fēng)爐的冷的助燃空氣，通過換熱緩沖器列管的外部空間，與流過換熱緩沖器列管的熱煤氣進行熱交換，或冷水在廢熱鍋爐中與熱的荒煤氣進行熱交換。控制干式電除塵器入口煤氣溫度不超過其規(guī)定溫度，這樣可以保證電除塵器連續(xù)正常地運轉(zhuǎn)。將換熱得到的熱助燃空氣與凈化后的熱煤氣分別送入高爐熱風(fēng)爐，既回收顯熱又提高熱風(fēng)爐的熱效率和送風(fēng)溫度。冷礦入爐的爐頂煤氣溫度一般為80-250℃，在本發(fā)明的允許溫度范圍內(nèi)。此時，換熱緩沖器起蓄熱緩沖作用，當爐頂煤氣溫度瞬時過高或過低時，換熱緩沖器可調(diào)節(jié)電除塵入口煤氣溫度，保證干式電除塵器正常連續(xù)運轉(zhuǎn)。當爐頂煤氣溫度低于煤氣露點溫度時，通過備用閥門、管道，使高爐熱風(fēng)爐的燃燒熱廢氣通過換熱緩沖器列管的外部空間與流過換熱緩沖器列管的煤氣進行熱交換，加熱煤氣，使其溫度達到要求溫度，換熱后的熱風(fēng)爐燃燒廢氣放空。當爐頂煤氣溫度長時間超過允許溫度時采用空氣冷卻煤氣的方法控制煤氣溫度，換熱后空氣放空，從而實現(xiàn)了全干式電除塵的目的。
在常壓高爐干式電除塵的方法中，電除塵器的電場電壓與高爐的順行、難行和懸料有相應(yīng)的關(guān)系。當高爐順行時，電場電壓較高。而高爐嚴重難行和懸料時，電場電壓則下降10KV，已低于要求值。本發(fā)明方法采用從重力除塵器或其前后的管道通入適量的蒸汽或水霧，補充此時煤氣濕度不足，增加煤氣中負電性氣體，把電場電壓提高到要求值。該方法是常壓高爐提高電場電壓的有效保護措施。
本發(fā)明的具體解決方案和實施例根據(jù)附圖
進行說明。
附圖是高爐煤氣全干式靜電除塵裝置及除塵方法的流程示意圖。
在附圖中，第一種方法是適用于冷礦入爐同時具有余壓發(fā)電設(shè)備的高壓高爐，該方法為高爐爐頂煤氣由高爐1產(chǎn)生，經(jīng)過荒煤氣管2，到重力除塵器3，再經(jīng)過荒煤氣管4，到換熱緩沖器5，再經(jīng)過眼鏡閥6，到干式電除塵器7，進行煤氣凈化;再經(jīng)過眼鏡閥8，調(diào)節(jié)閥9、10，眼鏡閥11、切斷閥12，到透平13，進行余壓發(fā)電;再經(jīng)過眼鏡閥14到熱的凈煤氣管道15;部分熱的凈煤氣再經(jīng)熱煤氣利用管道16和高爐熱風(fēng)爐燃燒煤氣管道17，切斷閥18，調(diào)節(jié)閥19到熱風(fēng)爐燃燒室20，進行顯熱利用;燃燒后的廢氣經(jīng)過熱風(fēng)爐21由煙囪22放空。另一部分熱的凈煤氣經(jīng)過管道16、23、閥門24，到鍋爐和其它附近的加熱爐25，進行顯熱利用;剩余的熱的凈煤氣由洗凈塔26冷卻，除氯離子經(jīng)眼鏡閥27，到凈煤氣管道28。上述為高爐煤氣溫度正常時的工藝流程。當高爐爐頂煤氣溫度瞬時超過規(guī)定溫度和瞬時低于煤氣露點溫度時，利用換熱緩沖器5的蓄熱緩沖作用使進入干式電除塵7的煤氣溫度控制在要求溫度。當高爐爐頂煤氣長時間超過規(guī)定溫度時，啟動空氣風(fēng)機29，冷空氣經(jīng)管道30、閥門31、管道32在換熱緩沖器5列管的外部空間與流過其列管的超溫的高爐爐頂煤氣進行熱交換，后由管道33放空，使該煤氣冷卻到規(guī)定溫度以下。當高爐爐頂溫度長時間低于煤氣露點時，高爐熱風(fēng)爐燃燒廢氣經(jīng)管道34、閥門35、風(fēng)機29、管道32，在換熱緩沖器5列管的外部空間與流過其列管的低溫高爐爐頂煤氣進行熱交換，再由管道33放空，使該煤氣加熱到要求溫度以上。
第二種方法對于熱礦入爐的具有余壓發(fā)電設(shè)備的高壓高爐，其工藝流程與第一種方法相比，沒有29、30、31、32、33、34、35這些設(shè)備;而增加的是高爐熱風(fēng)爐助燃冷空氣，由助燃空氣風(fēng)機36使冷空氣與流過列管的超溫(250-450℃)煤氣進行熱交換，其熱空氣經(jīng)管道37、閥門38，到熱風(fēng)爐燃燒室20，作為其熱助燃空氣;其余與第一種方法相同。
第三種方法對于沒有余壓發(fā)電設(shè)備的高壓高爐，流程與第一種狀況相比，沒有10、11、12、13、14這些設(shè)備，而增加調(diào)閥39、管道40，使煤氣降壓后利用，其余同第一種和第二種方法。
第四種方法對于常壓高爐情況，其工藝方法與第一種、第三種方法相比，沒有10、11、12、13、14、和39、40這些設(shè)備，而由干式電除塵器7凈化的熱煤氣經(jīng)眼鏡閥8、調(diào)節(jié)閥9，再經(jīng)過管道41，到熱煤氣管道15，其余與第一種和第二種方法相同。
附圖中的42、43系統(tǒng)是為了高壓高爐爐頂煤氣開氣和停氣時充壓和卸壓的設(shè)備。
本發(fā)明技術(shù)與現(xiàn)有技術(shù)相比較具有以下特點采用本發(fā)明技術(shù)凈化高爐煤氣不需用水，取消了濕式方法的水循環(huán)系統(tǒng)，節(jié)省了投資和占地面積，消除了水污染和環(huán)境污染。節(jié)電約70-80%，提高透平余壓發(fā)電出力30-50%，而除塵效率為99.9%。該技術(shù)設(shè)備在高爐煤氣長時間超過規(guī)定溫度或低于露點時，也可以保證煤氣凈化系統(tǒng)的連續(xù)正常運轉(zhuǎn)。本技術(shù)方法取消了電除塵器后的噴水冷卻系統(tǒng)，控制煤氣溫度在露點以上，解決了氯離子的腐蝕問題。由于電除塵阻損小，溫度降低小，連續(xù)操作，易維護管理，使用壽命長，而生產(chǎn)成本低。
權(quán)利要求
1.一種高爐煤氣全干式電除塵裝置及除塵方法，其特征在于高爐爐頂煤氣經(jīng)重力除塵后，通過換熱緩沖裝置控制干式電除塵器入口煤氣溫度及在常壓高爐中增加煤氣中的負電性氣體而調(diào)節(jié)干式電除塵氣的電場電壓。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述工藝，其特征在于當高爐爐頂煤氣溫度高于電除塵器允許的溫度時，采用冷的熱風(fēng)爐助燃空氣，通過換熱緩沖器列管的外部空間與流過換熱緩沖器列管的熱煤氣進行熱交換，控制干式電除塵器入口煤氣溫度在規(guī)定溫度以下。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述方法，其特征在于當高爐爐頂煤氣溫度低于煤氣露點溫度時，通過備用閥門、管道，使高爐熱風(fēng)爐的燃燒廢氣通過換熱緩沖器列管的外部空間，與換熱緩沖器列管內(nèi)的煤氣進行熱交換，加熱煤氣使其溫度高于露點溫度。
4.根據(jù)權(quán)力要求1所述方法，其特征在于當高爐嚴重難行和懸料時，采用在重力除塵器或其前后管道通入適量的蒸汽或水霧，以增加煤氣中的負電性氣體，控制電除塵器的電場電壓達到要求值。
全文摘要
本發(fā)明屬于高爐煤氣的凈化領(lǐng)域。適用于全干式電除塵裝置及除塵方法。本發(fā)明采用換熱緩沖器解決高爐爐頂煤氣的溫控，保證干式電除塵器的正常連續(xù)工作。采用本發(fā)明方法可使高爐煤氣除塵效率達99.9％，并消除環(huán)境污染。與濕式除塵方法相比，可節(jié)電70-80％，節(jié)水100％，提高透平余壓發(fā)電30-50％，并解決了氯離子的腐蝕問題，同時回收熱能和提高熱效率。本裝置具有設(shè)備易維修管理，使用壽命長，生產(chǎn)成本低等特點。
文檔編號C10K1/02GK1055306SQ9110249
公開日1991年10月16日 申請日期1991年4月23日 優(yōu)先權(quán)日1991年4月23日
發(fā)明者藺志強, 王鳳岐, 劉文余, 馮懷同, 馮慶田, 樓國峰 申請人:冶金工業(yè)部鋼鐵研究總院